用重振化群湍流模型模拟圆环管煤粉浓淡分离器内的分 …

用重振化群湍流模型模拟计算旋流燃料器一次风管中浓淡分离器内的湍流流场。在柱坐标系中采用人工压缩法和时间相关法配合使用的方法求解控制方程,将计算结果与实验结果和标准κ－ε模型进行比较,表明ＲＮＧκ－ε比标准κ－ε能更有效模拟分离流动。     

强旋转受限射流的数值模拟

将基于重整化群理论的ε方程与张健等提出的新代数应力模型（Ｎ－ＡＳＭ）相结合,提出了重整化群代娄 力模型（ＲＮＧ－ＡＳＭ）。同时运用Ｋ－ε模型、Ｎ－ＡＳＭ模型和ＲＮＧ－ＡＳＭ模型计算了强旋转受限射流场为准确地预报了强旋转受限射流的回流区、辆向速度和切向速度,给出了６个湍流应力的分布,显示了强旋转受限射流流场的各向异性特点,同时旋流强度的旋转流场进行计算。其结果与实验值吻合得较好地改善了新代数应力模型     

湍流模型对水轮机压力脉动数值预测的比较

分别采用大涡模拟模型、标准k-ε模型和Realizablek-ε模型,对模型水轮机全流道内的三维非定常湍流进行了数值模拟,对导水机构及尾水管内的湍流压力脉动进行分析,并与试验结果比较。分析结果表明:大涡模拟方法对湍流脉动的大尺度分量进行直接模拟,对强旋流有很好的适应性,能够较准确预测水轮机的压力脉动;Realizablek-ε模型考虑了流体微团转动的影响,可定性分析水轮机全流道的压力脉动特征;标准k-ε模型忽略了流体微团转动的影响,对水轮机压力脉动的模拟结果误差较大。     

Spalart-Allmaras湍流模型在混流式长短叶片转轮流场计算中的应用

采用Spalart-Allmaras一方程湍流模型对混流式长短叶片转轮进行了流场计算,并与标准k-ε湍流模型计算出的流场及实验数据进行比较,以验证SA湍流模型在转轮流场计算中的应用.计算基于连续方程和雷诺时均N-S方程,选用SA一方程湍流模型使方程组封闭,通过贴体坐标下的有限体积法对控制方程进行了离散,数值求解采用SIMPLIC算法.通过计算,得出了在不同工况下长短叶片转轮内部流动的速度及压力分布,其计算结果与相关文献中的报道吻合.比较发现与标准k-ε湍流模型计算出的叶片表面压力分布规律完全相同,其偏差在设计工况附近时较小,偏离设计工况越远偏差越大,且压力偏差较大点位于计算结果并不准确的区域,故可认为SA一方程湍流模型与k-ε湍流模型的模拟结果相似.实际计算还发现采用SA一方程湍流模型进行计算时容易收敛,因此SA一方程湍流模型可以成功地应用于混流式长短叶片转轮流场计算,且具有一定的优越性.     

湍流模型变化对汽轮发电机转子热流场影响

以某大型空冷汽轮发电机转子为例,建立了包括护环在内的半转子风路最长的线圈整槽三维物理模型,基于计算流体动力学原理,采用有限体积法,在相同的计算条件、网格划分前提下,研究了3种不同的湍流两方程模型——Standardk-ε模型、Realizablek-ε模型和RNGk-ε模型对转子三维流场和温度场的影响.结果表明:采用不同湍流模型对转子温度分布及峰值位置计算结果影响显著,RNGk-ε模型计算的温度结果偏高,Standardk-ε模型计算的温度结果偏低,Realiz-ablek-ε模型计算出的温度结果更接近实际情况.结论可为大型空冷汽轮发电机转子数值模拟提供理论参考.     

四角切圆锅炉冷态空气动力场湍流模型研究

对自建的冷态四角切圃锅炉模型的空气动力场进行了数值模拟研究,分别采用Standard k-ε、RNG k-ε、Realizable k-ε和雷诺应力(RSM)4种湍流模型计算上一次风、下一次风和三次风的速度分布,并与高精度的PIV试验测量结果进行对比.结果表明,Realizable k-ε模型不仅可以准确分析湍流特性,而且机时消耗较RSM模型大幅减少,其对四角切圆锅炉湍流场的数值模拟研究更具优越性.     

切向燃烧锅炉炉膛三维等温流场的数值模拟

用ＳＩＭＰＬＥＳＴ算法对切向燃烧锅炉炉膛三维空间内的等温流场进行了数值模拟。差分格式为迎风格式,湍流模型选用ｋ－ε双方程模型,计算网格为２０×２０×１１。文中通过假设炉膛尺寸,计算得出了炉膛的几个截面的速度、压力以及湍流动能分布情况。计算结果定性上合理,定量上接近,切圆大小符合实际。     

水轮机尾水管三维湍流数值模拟

利用κ－ε两方程湍流模型建立了适应水轮机尾水管三维湍流的控制方程组,推导出用爱因斯坦求和下标所表示的三维控制方程在贴体坐标下的张量形式。应用有限差分法对控制方程进行了离散,编制了三维湍流的计算程序,计算方法和程序用三维弯管湍流的试验数据进行了验证。对尾水管的内部流场进行了计算,得到了尾水管中压力场及速度场分布以及尾水管中的回流和二次流现象。     

一种新的湍流修正模型及其在同轴旋流燃烧器空气动力场模拟中的应用

由于离心力与湍流脉动的相互作用，强旋流动中能量由湍流脉动向平均运动的逆向传输得到了加强。当径向脉动随半径增大时，离心力对湍流微团作正功，湍流微团的脉动动能增加，反之亦然。基于对离心力作用的分析，该文提出了一种考虑离心力作功的新的k-ε湍流修正模型(k-ε-cf模型)，其特征参数由大涡与小涡相关参数的几何平均得到，其中涡的频率与实验一致。采用k-ε-cf模型对一同轴旋转分层流燃烧器出口空气动力场进行了数值模拟，结果与实验吻合良好，精度比k-ε模型高。当切向速度满足一定分布时，离心力作功可以忽略，一般情况下，应考虑离心力作功以反映强旋流动的各向异性。     

6种低雷诺数k-ε模型在三维附壁剪切流中的数值模拟与对比分析

采用Fluent14.0中的标准k-ε湍流模型及其包含的6种低雷诺数k-ε湍流模型,对三维附壁剪切流进行数值模拟,并依据湍流流动的壁面限定条件及其流动特性,对计算模型及其计算结果进行分析。结果表明,大部分低雷诺数模型相对于标准k-ε模型,其计算准确性都有所改进。但其中LB、LS模型不符合壁面限定条件,而AB与CHC模型的计算结果与湍流壁面的流动特性不符。在对流动速度场的模拟中,LB、YS及AKN模型准确度相对较高。并对采用不同常数的AKN模型进行了数值测试,结果表明采用标准k-ε模型所用常数的AKN模型的计算结果最为准确,且模型相对较为合理。在对三维附壁剪切流的低雷诺数流动的模拟过程中,建议采用AKN模型。     

水轮机转轮泥沙磨损的数值模拟

本文利用κ－ε－Ａｐ两组湍流模型计算水轮机转轮中泥沙固液两相湍流。根据液相和固相三维流速场的计算结果数值模拟了转轮叶片面的泥沙磨损。     

水轮机转轮三维泥沙流动两相紊流计算

推导了水轮机转轮中两相流的两流体基本方程,并利用κ－ε－Ａｐ两相的湍流模型计算水轮机转轮中三维泥沙固液两相湍流。计算结果包括了液相和固相的主要流动特征。     

RNG k-ε湍流模型在三维弯曲河流中的应用

本文采用非正交曲线坐标下的三维RNG k-ε双方程湍流数学模型,该模型在水平方向采用非正交曲线坐标,在垂直方向采用等分网格的全坐标变换,采用由二维深度平均方程演化而来的2-D泊松方程计算三维自由水面,应用SIMPLEC程式求解方程。通过两个180°弯曲渠道和天然河流Fall River部分河段对本文的数学模型进行验证,给出水位、流速及二次流的分布图等。对比分析,本模型的计算结果和实测值吻合很好,表明采用2-D泊松方程法计算三维自由水面是可行的,RNG k-ε湍流数学模型可以应用到天然河道的计算中去。     

混流式水轮机三维空化湍流场混合数值模拟

基于欧拉–欧拉方法中均匀多相流假设的混合两相流体无滑移模型,加入考虑气穴影响的Schnerr and Sauer空化模型,采用标准k-ε湍流模型和压力速度耦合的SIMPLEC算法,转动区域应用多重参考系模型,对某混流式水轮机全流道进行了三维定常空化湍流数值模拟。利用ANSYSFLUENT,获得了该水轮机在偏工况下转轮叶道和尾水管内空泡相的主要流动特征,分析了水轮机流道内空化发生的部位与程度。计算结果表明与单相流体模型相比该方法能有效地预测水轮机内的三维空化湍流场,可以较好地模拟水轮机内真实的有空化发生的多相流动情况。     

RNG κ-ε湍流模型在三维弯曲河流中的应用

本文采用非正交曲线坐标下的三维RNGκ-ε双方程湍流数学模型,该模型在水平方向采用非正交曲线坐标,在垂直方向采用等分网格的全坐标变换,采用由二维深度平均方程演化而来的2-D泊松方程计算三维自由水面,应用SIMPLEC程式求解方程.通过两个180°弯曲渠道和天然河流Fall River部分河段对本文的数学模型进行验证,给出水位、流速及二次流的分布图等.对比分析,本模型的计算结果和实测值吻合很好,表明采用2-D泊松方程法计算三维自由水面是可行的,RNG κ-ε湍流数学模型可以应用到天然河道的计算中去.     

混流式模型水轮机全流道三维定常湍流计算

本完成了为岩滩水电站所设计的混流式水轮机模型的全流道三维定常湍流计算。计算程序以雷诺时均连续性、N—S方程作为控制方程，选用标准k—ε双方程湍流模型使方程组封闭。数值求解通过SIMPLEC算法实现速度、压力的分离求解，离散差分格式具有二阶精度。通过计算获得了各过流部件的流动细节，预估了水轮机的能量、空化性能，并与模型试验结果进行了比较。     

混流式水泵水轮机三维湍流数值分析

采用重整化群k-ε湍流模型对混流式水泵水轮机整体三维流动进行了雷诺平均N-S方程的数值计算.分析了水泵工况和水轮机工况水泵水轮机整个通道内的水流流动情况,对水泵工况计算结果进行了详细分析,并与模型试验结果进行了对比.     

鳍片管气固两相绕流特性PDA测试及数值模拟

运用三维粒子动态分析仪（３Ｄ－ＰＤＡ）对用于循环床的鳍片管束撞击式分离器气固两相流动特性进行了冷态试验研究。在对速度场、湍流强度等参数进行分析的同时，利用ＳＩＭＰＬＥ网络和ｋ－ε双方程并结合ＦＳＲＴ模型（随机频谱轨道模型），进行了两相流动的数值计算。两者基本符合，结果对作为强化换热的惯性分离元件——鳍片管及其分离器的设计及结构优化有重要的指导意义     

曲线坐标系下的三维k-ε-A_p固液两相湍流总沙输运模型

本文建立非正交曲线坐标系下的三维k-ε-A,固液两相湍流模型研究弯道内的水流泥沙运动和河床冲淤变形.河床变形计算采用推移质模型和总沙模型两种处理方法.两相湍流模型在计算推移质输运时采用泥沙的横纵向速度处理推移质的强度和方向,利用泥沙垂向速度计算悬沙与床沙之间的交换通量.计算发现两相湍流模型的河床冲淤变化分布结果比单相湍流模型的结果更接近试验结果,两相湍流总沙模型计算结果中局部区域的水深比两相湍流床沙模型计算得到的水深小.床面变形以及固液两相横纵向流速分布分析比较表明,泥沙运动的横向和纵向分布对床面变形的影响起重要作用,单相湍流模型在计算弯道内的推移质运动时夸大了二次流对泥沙横向输运的作用.     

定子多风路空冷汽轮发电机流场模拟湍流模型验证与分析

研究一种湍流模型模拟定子多风路大型空冷汽轮发电机中的具有多种流动形势转变特征的复杂流动。以一台三进四出定子多风路的空冷汽轮发电机为原型,建立了包括风扇、定子、转子、气隙在内的通风系统实验台,采用热线风速仪测量了1 000 r/min稳态工况下出风区中多个定子风沟出口截面的风速;然后,建立了实验台物理模型并采用三维建模软件进行了数学建模,在相同工况下进行数值计算,同时将测量结果与采用3种湍流模型得到的计算结果进行对比。结果表明:采用RNG k-ε模型时的风速计算结果与实验结果误差最小,RNG k-ε模型更适合模拟定子多风路的大型空冷汽轮发电机整机内部的流场。最后,分析了采用RNG k-ε湍流输运模型时实验台内部的流场分布特征。所得结论可为大型空冷汽轮发电机通风冷却设计提供理论参考。